(57)【要約】【課題】スキャナの読み取り特性、プリンタの出力特性及びプリンタに設けられたインクの特性等に応じた最適なキャリブレーションを実行できる画像処理装置を提供する。【解決手段】複数のパッチが配置されたキャリブレーションチャートを読み取って、複数のパッチの各々に対応するパッチデータを生成する読取部と、変換行列を用いて、読取部より出力される画像データを補正処理する画像補正部と、複数のパッチの各々に対応する目標値が記憶された目標値記憶部と、変換行列を乗じて前記パッチデータを補正することにより、補正後のパッチデータと目標値との色差が最小となるような、複数通りの変換行列の行列係数を算出する行列係数算出部と、算出された複数通りの変換行列の行列係数の中から、画像補正部の補正処理に用いられる変換行列の行列係数を決定する行列係数決定部と、を備える。【選択図】図３
2013081044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパッチが配置されたキャリブレーションチャートを読み取って、前記複数のパッチの各々に対応するパッチデータを生成する読取部と、
変換行列を用いて、前記読取部より出力される画像データを補正処理する画像補正部と、
前記複数のパッチの各々に対応する目標値が記憶された目標値記憶部と、
前記変換行列を乗じて前記パッチデータを補正することにより、補正後の前記パッチデータと前記目標値との色差に基づき、複数通りの前記変換行列の行列係数を算出する行列係数算出部と、
算出された複数通りの前記変換行列の行列係数の中から、前記画像補正部の補正処理に用いられる前記変換行列の行列係数を決定する行列係数決定部と、を備え、
前記複数のパッチは、互いに異なる色相に対応する複数のパッチグループにグループ分けされ、前記複数のパッチグループの各々は、前記パッチの濃度を段階的に変化させて配色したパッチ列を含み、前記複数のパッチグループのうち少なくとも１つは、彩度及び色相の少なくとも一方が異なる複数のパッチ列を含んでおり、
前記行列係数算出部は、前記複数のパッチグループの少なくとも一部の各々より前記パッチ列を１つずつ選択することによりパッチ列の組み合わせを複数通り生成し、生成された複数通りのパッチ列の組み合わせの各々について、補正後の前記パッチデータと前記目標値との色差が最小となるような前記変換行列の行列係数を算出することにより、複数通りの前記変換行列の行列係数を算出し、
前記行列係数決定部は、複数のパッチについて、複数通りの前記変換行列の各々を乗じた前記パッチデータと前記目標値との色差を算出し、複数通りの前記変換行列の行列係数の中から、算出された複数の色差の平均値又は総和値が最小となる前記変換行列の行列係数を決定する
画像処理装置。
【請求項２】
前記複数のパッチグループには、第１のパッチ列及び第２のパッチ列が含まれ、
前記第１のパッチ列の色空間における色相のばらつきは、前記第２のパッチ列の色空間における色相のばらつきよりも大きく、前記第１のパッチ列の数は、前記第２のパッチ列の数よりも多く設定されており、
前記行列係数算出部により生成される複数通りのパッチ列の組み合わせの各々には、前記第１のパッチ列及び前記第２のパッチ列が含まれる
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第１のパッチ列は、二次色の色相のパッチ列であり、前記第２のパッチ列は、一次色の色相のパッチ列である
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１のパッチ列は、ＹＣｂＣｒ色空間からＬａｂ色空間に変換した場合に、ＹＣｂＣｒ色空間で色相の分布が略均等であるのに対してＬａｂ色空間で色相の分布が疎となる色相のパッチ列であり、前記第２のパッチ列は、ＹＣｂＣｒ色空間からＬａｂ色空間に変換した際に、ＹＣｂＣｒ色空間で色相の分布が略均等であるのに対してＬａｂ色空間で色相の分布が密となる色相のパッチ列である
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記行列係数決定部において前記変換行列の行列係数の決定に用いられる複数のパッチは、前記行列係数算出部において前記変換行列の行列係数の算出に用いられる複数のパッチを含む
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
複数のパッチが配置されたキャリブレーションチャートを読み取って、前記複数のパッチの各々に対応するパッチデータを生成する読取ステップと、
読み取った画像データを補正するための変換行列を乗じて前記パッチデータを補正することにより、補正後の前記パッチデータと前記複数のパッチの各々に対応する前記目標値との色差に基づき、前記変換行列の行列係数を複数通り算出する行列係数算出ステップと、
算出された複数通りの前記変換行列の行列係数の中から、画像データの補正処理に用いられる前記変換行列の行列係数を決定する行列係数決定ステップと、を含み、
前記複数のパッチは、互いに異なる色相に対応する複数のパッチグループにグループ分けされ、前記複数のパッチグループの各々は、前記パッチの濃度を段階的に変化させて配色したパッチ列を含み、前記複数のパッチグループのうち少なくとも１つは、彩度及び色相の少なくとも一方が異なる複数のパッチ列を含んでおり、
前記行列係数算出ステップでは、前記複数のパッチグループの少なくとも一部の各々より前記パッチ列を１つずつ選択することによりパッチ列の組み合わせを複数通り生成し、生成された複数通りのパッチ列の組み合わせの各々について、補正後の前記パッチデータと前記目標値との色差が最小となるような前記変換行列の行列係数を算出することにより、複数通りの前記変換行列の行列係数を算出し、
前記行列係数決定ステップでは、複数のパッチについて、複数通りの前記変換行列の各々を乗じた前記パッチデータと前記目標値との色差を算出し、複数通りの前記変換行列の行列係数の中から、算出された複数の色差の平均値又は総和値が最小となる前記変換行列の行列係数を決定する
画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原稿を読み取って得られる画像データを処理する画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばスキャナ装置、コピー機及び複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌｓ）等の画像処理装置では、原稿を読み取って得られる画像データが処理される。従来の画像処理装置は、読取部、画像補正部、目標値記憶部及び行列係数算出部を備えている。この画像処理装置は、画像データを補正処理するのに用いるパラメータをキャリブレーションする機能を有している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
パラメータをキャリブレーションする際には、キャリブレーションチャートが用いられる。このキャリブレーションチャートには複数のパッチが配置されている。複数のパッチは、２次元色平面上で色相をほぼ均等に分割する複数色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、レッド、グリーン及びブルーの６色）のパッチグループにグループ分けされている。各色のパッチグループには、１つのパッチ列のみが含まれている。各パッチ列に含まれる複数のパッチは、彩度及び色相が同じであり、且つ、濃度が段階的に変化するように配色されている。
【０００４】
上述した画像処理装置では、次のようにしてパラメータ（例えば、変換行列の行列係数）がキャリブレーションされる。目標値記憶部には、複数のパッチの各々に対応する目標値が予め記憶されている。まず、キャリブレーションチャートが読取部により読み取られ、各パッチグループに含まれるパッチ列についてパッチデータが生成される。
【０００５】
その後、行列係数算出部により、変換行列の行列係数を乗じたパッチデータとこれに対応する目標値との色差が最小となるように、変換行列の行列係数が算出される。このようにキャリブレーションされた変換行列の行列係数を用いて、画像補正部は、読取部により原稿を読み取って生成された画像データを補正処理する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１６６５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の画像処理装置では、各色のパッチグループにはそれぞれ１つのパッチ列のみが含まれているので、行列係数算出部は、ただ１通りのパッチ列の組み合わせについて変換行列の行列係数を算出する。そのため、算出される変換行列の行列係数のパターンもただ１通りとなる。
【０００８】
このことに起因して、例えばプリンタにてプリント出力したキャリブレーションチャートをスキャナで読み取ってキャリブレーションする場合には、次のような問題が生じる。即ち、プリンタによってインクの特性が異なるため、パッチデータ（ＲＧＢ色空間）をプリント出力するためのデータ（ＣＭＹ色空間）に変換した際に、プリンタ毎に色再現性が相違するようになる。従って、ただ１通りのパターンの変換行列では、例えばスキャナの読み取り特性、プリンタの出力特性及びプリンタに設けられたインクの特性等に応じた最適なキャリブレーションを実行することが難しい。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、スキャナの読み取り特性、プリンタの出力特性及びプリンタに設けられたインクの特性等に応じた最適なキャリブレーションを実行することができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る画像処理装置は、複数のパッチが配置されたキャリブレーションチャートを読み取って、前記複数のパッチの各々に対応するパッチデータを生成する読取部と、変換行列を用いて、前記読取部より出力される画像データを補正処理する画像補正部と、前記複数のパッチの各々に対応する目標値が記憶された目標値記憶部と、前記変換行列を乗じて前記パッチデータを補正することにより、補正後の前記パッチデータと前記目標値との色差に基づき、複数通りの前記変換行列の行列係数を算出する行列係数算出部と、算出された複数通りの前記変換行列の行列係数の中から、前記画像補正部の補正処理に用いられる前記変換行列の行列係数を決定する行列係数決定部と、を備え、前記複数のパッチは、互いに異なる色相に対応する複数のパッチグループにグループ分けされ、前記複数のパッチグループの各々は、前記パッチの濃度を段階的に変化させて配色したパッチ列を含み、前記複数のパッチグループのうち少なくとも１つは、彩度及び色相の少なくとも一方が異なる複数のパッチ列を含んでおり、前記行列係数算出部は、前記複数のパッチグループの少なくとも一部の各々より前記パッチ列を１つずつ選択することによりパッチ列の組み合わせを複数通り生成し、生成された複数通りのパッチ列の組み合わせの各々について、補正後の前記パッチデータと前記目標値との色差が最小となるような前記変換行列の行列係数を算出することにより、複数通りの前記変換行列の行列係数を算出し、前記行列係数決定部は、複数のパッチについて、複数通りの前記変換行列の各々を乗じた前記パッチデータと前記目標値との色差を算出し、複数通りの前記変換行列の行列係数の中から、算出された複数の色差の平均値又は総和値が最小となる前記変換行列の行列係数を決定する。
【００１１】
この構成によれば、行列係数算出部により複数通りのパッチ列の組み合わせが生成されることにより、変換行列の行列係数が複数通りのパターンで算出される。そして、行列係数決定部により、この複数通りのパターンの中から最適な行列係数が決定される。それ故に、例えばスキャナ、プリンタ又はプリンタに設けられたインクの種類が変更された場合であっても、その変更後の種類に応じた、複数のパッチについての色差の平均値又は総和値が最小となる変換行列の行列係数を算出することができる。従って、例えばスキャナの読み取り特性、プリンタの出力特性及びプリンタに設けられたインクの特性等に応じて、変換行列の行列係数を適切にキャリブレーションすることができる。
【００１２】
また、前記複数のパッチグループには、第１のパッチ列及び第２のパッチ列が含まれ、前記第１のパッチ列の色空間における色相のばらつきは、前記第２のパッチ列の色空間における色相のばらつきよりも大きく、前記第１のパッチ列の数は、前記第２のパッチ列の数よりも多く設定されており、前記行列係数算出部により生成される複数通りのパッチ列の組み合わせの各々には、前記第１のパッチ列及び前記第２のパッチ列が含まれることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、行列係数算出部により算出される複数通りのパッチ列の組み合わせについて、スキャナの読み取り特性、プリンタの出力特性及びプリンタに設けられたインクの特性等の多様な特性に対応させることができる。従って、高精度な色再現性を実現することができる。
【００１４】
また、前記第１のパッチ列は、二次色の色相のパッチ列であり、前記第２のパッチ列は、一次色の色相のパッチ列であることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、二次色は、一次色に比べて色空間における色相のばらつきが大きいので、二次色の色相のパッチ列の数を一次色の色相のパッチ列の数よりも多くすることにより、必要最小限のパッチ列の数で高精度な色再現性を実現することができる。なお、一次色は、例えばシアン、マゼンタ及びイエローである。二次色は、例えばレッド、グリーン及びブルーであって、シアン、マゼンタ及びイエローを混ぜ合わせて再現される色である。
【００１６】
また、前記第１のパッチ列は、ＹＣｂＣｒ色空間からＬａｂ色空間に変換した場合に、ＹＣｂＣｒ色空間で色相の分布が略均等であるのに対してＬａｂ色空間で色相の分布が疎となる色相のパッチ列であり、前記第２のパッチ列は、ＹＣｂＣｒ色空間からＬａｂ色空間に変換した際に、ＹＣｂＣｒ色空間で色相の分布が略均等であるのに対してＬａｂ色空間で色相の分布が密となる色相のパッチ列であることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、第１のパッチ列の色相は、第２のパッチ列の色相に比べて、ＹＣｂＣｒ色空間における色相の間隔のずれがＬａｂ色空間に変換された際に大きくなる。このため、第１のパッチ列の数を第２のパッチ列の数よりも多くすることにより、必要最小限のパッチ列の数で高精度な色再現性を実現することができる。なお、第１のパッチ列の色相は、例えばシアン、レッド及びマゼンタであり、第２のパッチ列の色相は、例えばイエロー、グリーン及びブルーである。
【００１８】
また、前記行列係数決定部において前記変換行列の行列係数の決定に用いられる複数のパッチは、前記行列係数算出部において前記変換行列の行列係数の算出に用いられる複数のパッチを含むことが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、行列係数決定部は、行列係数算出部において変換行列の行列係数の算出に用いられる複数のパッチを用いて、変換行列の行列係数の決定を行う。これにより、パッチの汎用性を高めることができる。なお、行列係数決定部における決定処理に用いられる複数のパッチには、行列係数算出部における算出処理に用いられる複数のパッチ以外のパッチが含まれていてもよい。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る画像処理方法は、複数のパッチが配置されたキャリブレーションチャートを読み取って、前記複数のパッチの各々に対応するパッチデータを生成する読取ステップと、読み取った画像データを補正するための変換行列を乗じて前記パッチデータを補正することにより、補正後の前記パッチデータと前記複数のパッチの各々に対応する前記目標値との色差に基づき、前記変換行列の行列係数を複数通り算出する行列係数算出ステップと、算出された複数通りの前記変換行列の行列係数の中から、画像データの補正処理に用いられる前記変換行列の行列係数を決定する行列係数決定ステップと、を含み、前記複数のパッチは、互いに異なる色相に対応する複数のパッチグループにグループ分けされ、前記複数のパッチグループの各々は、前記パッチの濃度を段階的に変化させて配色したパッチ列を含み、前記複数のパッチグループのうち少なくとも１つは、彩度及び色相の少なくとも一方が異なる複数のパッチ列を含んでおり、前記行列係数算出ステップでは、前記複数のパッチグループの少なくとも一部の各々より前記パッチ列を１つずつ選択することによりパッチ列の組み合わせを複数通り生成し、生成された複数通りのパッチ列の組み合わせの各々について、補正後の前記パッチデータと前記目標値との色差が最小となるような前記変換行列の行列係数を算出することにより、複数通りの前記変換行列の行列係数を算出し、前記行列係数決定ステップでは、複数のパッチについて、複数通りの前記変換行列の各々を乗じた前記パッチデータと前記目標値との色差を算出し、複数通りの前記変換行列の行列係数の中から、算出された複数の色差の平均値又は総和値が最小となる前記変換行列の行列係数を決定する。
【００２１】
この構成によれば、行列係数算出部により複数通りのパッチ列の組み合わせが生成されることにより、変換行列の行列係数が複数通りのパターンで算出される。そして、行列係数決定部により、この複数通りのパターンの中から最適な行列係数が決定される。それ故に、例えばスキャナ、プリンタ又はプリンタに設けられたインクの種類が変更された場合であっても、その変更後の種類に応じた、複数のパッチについての色差の平均値又は総和値が最小となる変換行列の行列係数を算出することができる。従って、例えばスキャナの読み取り特性、プリンタの出力特性及びプリンタに設けられたインクの特性等に応じて、変換行列の行列係数を適切にキャリブレーションすることができる。なお、この画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラム及びプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、このプログラムが記録されている記録媒体を実現することも可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、行列係数算出部により複数通りのパッチ列の組み合わせが生成されることによって、変換行列の行列係数が複数通りのパターンで算出される。そして、行列係数決定部により、この複数通りのパターンの中から最適な行列係数が決定される。それ故に、例えばスキャナ、プリンタ又はプリンタに設けられたインクの種類が変更された場合であっても、その変更後の種類に応じた、複数のパッチについての色差の平均値又は総和値が最小となる変換行列の行列係数を算出することができる。従って、例えばスキャナの読み取り特性、プリンタの出力特性及びプリンタに設けられたインクの特性等に応じて、変換行列の行列係数を適切にキャリブレーションすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像処理装置を示す斜視図である。
【図２】図１の画像処理装置のハードウェア構成を示す図である。
【図３】図１の画像処理装置の特徴的な機能構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１におけるキャリブレーションチャートを示す図である。
【図５】図３の行列係数算出部の機能構成を示すブロック図である。
【図６】図３の行列係数決定部の機能構成を示すブロック図である。
【図７】図３の行列係数算出部による行列係数の算出の流れを示すフローチャートである。
【図８】図３の行列係数決定部による行列係数の決定の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２におけるキャリブレーションチャートを示す図である。
【図１０】実施の形態３におけるキャリブレーションチャートを示す図である。
【図１１】ＹＣｂＣｒ色空間での色相の分布及びＬａｂ色空間での色相の分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る画像処理装置及び画像処理方法の各種実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２５】
［実施の形態１］
図１は、本実施の形態の画像処理装置１を示す斜視図である。画像処理装置１は例えば複合機であり、画像データを処理する装置である。
【００２６】
図２は、画像処理装置１のハードウェア構成を示す図である。画像処理装置１は、ハードウェア構成として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）４、モデム５、ＮＣＵ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）６、操作パネル７、ディスプレイ８、スキャナ９、プリンタ１０及びＬＡＮＩ／Ｆ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）１１を備えている。
【００２７】
ＣＰＵ２は、ＲＯＭ３に格納された制御プログラム１２を実行するプロセッサである。
【００２８】
ＲＯＭ３は、制御プログラム１２等を保持する読み出し専用メモリである。
【００２９】
ＲＡＭ４は、ＣＰＵ２が制御プログラム１２を実行するときに使用するワークエリアであり、スキャナ９により読み込まれた画像データ等を一時的に保持する揮発性の記憶領域等を有する読み書き可能なメモリである。
【００３０】
モデム５は、ファクシミリ送信される画像データを変調する、或いは、外部からファクシミリ送信されてきた画像データを復調するファックスモデムである。
【００３１】
ＮＣＵ６は、ＰＳＴＮ（Ｐｕｂｌｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ：公衆電話交換回線網）１３と接続される回線終端装置である。
【００３２】
操作パネル７は、ユーザによる操作、例えば、原稿等の読み取りを開始する旨の指示等を受け付けるパネルである。
【００３３】
ディスプレイ８は、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）等から構成される。このディスプレイ８には、画像処理装置１の動作状態等が表示される。
【００３４】
スキャナ９は、原稿等の内容をＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等で光学的に読み取ることにより、画像データを生成する。例えば、スキャナ９により読み取られた原稿はファクシミリ送信され、或いは、プリンタ１０にてプリント出力される。
【００３５】
プリンタ１０は、例えばスキャナ９で読み取られた原稿等、或いは、相手ファクシミリ装置等（図示せず）からＰＳＴＮ１３、ＮＣＵ６及びモデム５を介して受信した画像データをプリント出力する。
【００３６】
ＬＡＮＩ／Ｆ１１は、画像処理装置１とＬＡＮ１４とを接続する通信アダプタである。
【００３７】
図３は、本発明に係る画像処理装置１の特徴的な機能構成を示すブロック図である。即ち、図３は、図２に示されるハードウェア構成によって発揮される画像処理装置１の機能構成のうち、本発明に関連する機能構成を示すブロック図である。
【００３８】
画像処理装置１は、機能的には、読取部１６、ガンマ補正部１７、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋｕｐ  Ｔａｂｌｅ）１８、色空間変換部１９、画像補正部２０及び色空間変換部２１を備えている。画像処理装置１は、さらに、行列係数算出部２２、行列係数決定部２３、目標値記憶部２４、第１行列係数記憶部２５及び第２行列係数記憶部２６を備えている。
【００３９】
読取部１６は、原稿等を光学的に読み取ることによって画像データを取得する。この読取部１６は、図２におけるスキャナ９によって実現される。読取部１６により取得される画像データは、ＲＧＢデータｄ１である。ＲＧＢデータｄ１は、ＲＧＢ成分毎の濃度データから構成される。
【００４０】
なお、読取部１６によりキャリブレーションチャート１５（後述する）が読み取られた際には、読取部１６は、キャリブレーションチャート１５に配置された複数のパッチ２７の各々に対するパッチデータを生成する。具体的には、読取部１６は、ＲＧＢデータｄ１からパッチ領域のピクセルデータを抽出し、その代表値をパッチデータとして生成する。パッチ領域は、キャリブレーションチャート１５の各パッチ２７に対応するピクセル領域である。
【００４１】
ガンマ補正部１７は、ＲＧＢデータｄ１をＬＵＴ１８に基づいてガンマ変換することにより、ＲＧＢデータｄ２を生成する。このガンマ補正部１７は、図２におけるＣＰＵ２、ＲＯＭ３及びＲＡＭ４によって実現される。ＬＵＴ１８は、濃度データの入力値に対応付けて出力値を保持する１次元のテーブルである。
【００４２】
色空間変換部１９は、ＲＧＢ色空間をＹＣｂＣｒ色空間へ変換することにより、ＲＧＢデータｄ２からＹＣｂＣｒデータｄ３を生成する。この色空間変換部１９は、図２におけるＣＰＵ２、ＲＯＭ３及びＲＡＭ４によって実現される。なお、ＲＧＢ色空間は、Ｒ軸、Ｇ軸及びＢ軸から構成される色空間である。ＹＣｂＣｒ色空間は、無彩軸としてＹ軸を有し、無彩軸と直交する座標軸としてＣｂ軸及びＣｒ軸を有する色空間である。Ｙ軸は輝度軸であり、Ｃｂ軸及びＣｒ軸は互いに直交する色差軸である。
【００４３】
色空間変換部１９による色変換Ｔ１は、変換前の画像データをＲＧＢデータｄ２＝（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）とし、変換後の画像データをＹＣｂＣｒデータｄ３＝（Ｙ１，Ｃｂ１，Ｃｒ１）として、（式１）及び（式２）により表される。
【００４４】
【数１】
2013081044.tif 000003
【００４５】
（式１）では、変換前の画像データのＲ軸成分をＲ１、Ｇ軸成分をＧ１、Ｂ軸成分をＢ１とし、変換後の画像データのＹ軸成分をＹ１、Ｃｂ軸成分をＣｂ１、Ｃｒ軸成分をＣｒ１としている。また、（式２）の変換行列Ｍ１は、９つの行列係数から構成される３行３列の行列である。
【００４６】
画像補正部２０は、ＹＣｂＣｒ色空間における１次変換ＴＡにより、ＹＣｂＣｒデータｄ３からＹＣｂＣｒデータｄ４を生成する。この画像補正部２０は、図２におけるＣＰＵ２、ＲＯＭ３及びＲＡＭ４によって実現される。１次変換ＴＡは、各色成分をそれぞれ色成分の線形結合に対応付ける変換である。この１次変換ＴＡによって、３つの色成分と３つの行列係数との積和演算式を用いて新たな色成分がそれぞれ生成される。
【００４７】
画像補正部２０による１次変換ＴＡは、変換後の画像データをＹＣｂＣｒデータｄ４＝（Ｙ２，Ｃｂ２，Ｃｒ２）として、（式３）及び（式４）により表される。
【００４８】
【数２】
2013081044.tif 000004
【００４９】
（式４）の変換行列ＭＡは、９つの行列係数から構成される３行３列の行列である。本実施の形態では、１列目の３つの行列係数のうち、２行１列目及び３行１列目の行列係数はそれぞれゼロである。従って、（式４）の変換行列ＭＡは、７つのパラメータＭ１１，Ｍ１２，Ｍ１３，Ｍ２２，Ｍ２３，Ｍ３２及びＭ３３を行列係数として含み、これらは後述するようにしてキャリブレーションすることが可能である。
【００５０】
ＹＣｂＣｒデータｄ４の各色成分Ｙ２，Ｃｂ２及びＣｒ２はそれぞれ、次のようにして求められる。Ｙ軸成分Ｙ２は、行列係数Ｍ１１，Ｍ１２及びＭ１３を補正係数として、Ｙ軸成分Ｙ１、Ｃｂ軸成分Ｃｂ１及びＣｒ軸成分Ｃｒ１の線形結合により求められる。Ｃｂ軸成分Ｃｂ２は、行列係数Ｍ２２及びＭ２３を補正係数として、Ｃｂ軸成分Ｃｂ１及びＣｒ軸成分Ｃｒ１の線形結合により求められる。また、Ｃｂ軸成分Ｃｂ３は、行列係数Ｍ３２及びＭ３３を補正係数として、Ｃｂ軸成分Ｃｂ１及びＣｒ軸成分Ｃｒ１の線形結合により求められる。
【００５１】
また、上述した変換行列ＭＡは、拡縮変換行列ＭＡ１、回転変換行列ＭＡ２及びシアー変換行列ＭＡ３の積によって求められる。
【００５２】
拡縮変換行列ＭＡ１は、Ｙ軸、Ｃｂ軸及びＣｒ軸の各々について、座標軸の原点を基準とし、座標軸に対する拡大変換又は縮小変換を表す。この拡縮変換行列ＭＡ１は、Ｙ軸方向の倍率をＺｙ、Ｃｂ軸方向の倍率をＺｂ、Ｃｒ軸方向の倍率をＺｒとして、（式５）により表される。
【００５３】
【数３】
2013081044.tif 000005
【００５４】
回転変換行列ＭＡ２は、Ｙ軸を中心とする回転変換を表し、回転角をθとして、（式６）により表される。
【００５５】
【数４】
2013081044.tif 000006
【００５６】
シアー変換行列ＭＡ３は、Ｙ軸を中心とするシアー（ｓｈｅａｒ）変換を表し、Ｃｂ軸に関するシアー角をφｂ、Ｃｒ軸に関するシアー角をφｒとして、（式７）により表される。
【００５７】
【数５】
2013081044.tif 000007
【００５８】
変換行列ＭＡは、（式５）〜（式７）の変換行列を用いて、ＭＡ＝ＭＡ１×ＭＡ２×ＭＡ３により表される。第２行列係数記憶部２６（後述する）には、変換行列ＭＡの６つの行列係数Ｚｙ，Ｚｂ，Ｚｒ，θ，φｂ及びφｒがキャリブレーション可能な行列係数として保持されている。これら行列係数Ｚｙ，Ｚｂ，Ｚｒ，θ，φｂ及びφｒを指定することにより、変換行列ＭＡの行列係数を指定することができる。
【００５９】
色空間変換部２１は、ＹＣｂＣｒ色空間をＲＧＢ色空間に変換することにより、ＹＣｂＣｒデータｄ４からＲＧＢデータｄ５を生成する。この色空間変換部２１は、図２におけるＣＰＵ２、ＲＯＭ３及びＲＡＭ４によって実現される。色空間変換部２１による色変換Ｔ２は、ＲＧＢデータｄ５＝（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）として、（式８）及び（式９）により表される。
【００６０】
【数６】
2013081044.tif 000008
【００６１】
（式９）の変換行列Ｍ２は、９つの行列係数から構成される３行３列の行列である。
【００６２】
上述した画像処理装置１による通常の読取処理は、次のようにして行われる。まず、読取部１６により原稿が光学的に読み取られてＲＧＢデータｄ１が生成される。ガンマ補正部１７は、ＲＧＢデータｄ１をガンマ変換することにより、ＲＧＢデータｄ２を生成する。色空間変換部１９は、色変換Ｔ１によって、ＲＧＢデータｄ２をＹＣｂＣｒデータｄ３に変換する。画像補正部２０は、第２行列係数記憶部２６に記憶された変換行列ＭＡの行列係数を用いて、１次変換ＴＡによってＹＣｂＣｒデータｄ３をＹＣｂＣｒデータｄ４に変換する。その後、色空間変換部２１は、色空間Ｔ２によってＹＣｂＣｒデータｄ４をＲＧＢデータｄ５に変換する。画像補正部２０より出力されるＹＣｂＣｒデータｄ４は、例えばＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）フォーマットの画像ファイルに変換され、図示しない記憶部に格納される。また、色空間変換部２１より出力されるＲＧＢデータｄ５は、プリンタ１０にてプリント出力され、或いは、ＰＮＧ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ）フォーマットの画像ファイルに変換され、図示しない記憶部に格納される。
【００６３】
次に、本実施の形態による画像処理装置１の特徴的な機能構成である、行列係数算出部２２、行列係数決定部２３、目標値記憶部２４、第１行列係数記憶部２５及び第２行列係数記憶部２６について説明する。
【００６４】
行列係数算出部２２及び行列係数決定部２３は、出力データ（ＹＣｂＣｒデータｄ４及びＲＧＢデータｄ５）の色再現性を向上させるために、通常の読取処理において用いられる変換行列ＭＡの行列係数をキャリブレーションによって決定する。これら行列係数算出部２２及び行列係数決定部２３は、図２におけるＣＰＵ２、ＲＯＭ３及びＲＡＭ４によって実現される。変換行列ＭＡの行列係数（即ち、Ｚｙ，Ｚｂ，Ｚｒ，θ，φｂ及びφｒ）は、色補正の変換特性を規定する行列係数であることから、キャリブレーションは、この行列係数を所定範囲で変化させることにより行われる。なお、このキャリブレーションには、キャリブレーションチャート１５が用いられる。
【００６５】
ここで、キャリブレーションチャート１５の構成について説明する。図４に示すように、キャリブレーションチャート１５は、記録紙等に複数のパッチ２７が印刷された色見本である。複数のパッチ２７は、キャリブレーションチャート１５にマトリクス状に配置されている。また、複数のパッチ２７は、互いに色相の異なる３つのパッチグループ、即ち、レッド（Ｒ）の色相のパッチグループＧＲ１、グリーン（Ｇ）の色相のパッチグループＧＲ２及びブルー（Ｂ）の色相のパッチグループＧＲ３にグループ分けされている。
【００６６】
各パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３には、パッチ２７の濃度を段階的に変化させて配色したパッチ列が３つずつ含まれている。パッチグループＧＲ１には、３つのパッチ列Ｒ１，Ｒ２及びＲ３が含まれている。パッチグループＧＲ２には、３つのパッチ列Ｇ１，Ｇ２及びＧ３が含まれている。また、パッチグループＧＲ３には、３つのパッチ列Ｂ１，Ｂ２及びＢ３が含まれている。
【００６７】
各パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３に含まれる３つのパッチ列は、彩度が同じであり、且つ、色相（色相角）が異なっている。例えば、パッチグループＧＲ１において、パッチ列Ｒ１の色相角はθｓ−θｃ、パッチ列Ｒ２の色相角はθｓ、パッチ列Ｒ３の色相角はθｓ＋θｃである。ここで、θｓは基準となる色相角であり、θｃは変化量である。
【００６８】
なお、θｃの有効範囲は、各パッチグループに含まれるパッチ列の数に応じて適宜設定することができる。例えば、色空間を等分割する６色（レッド、グリーン、ブルー、シアン、マゼンタ及びイエロー）の色相でパッチ列が形成されている場合には、各色の色相角の範囲は６０°であるので、θｃの有効範囲は−６０°＜θｃ＜６０°となる。
【００６９】
目標値記憶部２４には、キャリブレーションチャート１５に配置された複数のパッチ２７の各々に対応する目標値が記憶されている。
【００７０】
第１行列係数記憶部２５には、行列係数算出部２２により算出された複数通りの変換行列ＭＡの行列係数（即ち、Ｚｙ，Ｚｂ，Ｚｒ，θ，φｂ及びφｒ）が記憶される。
【００７１】
第２行列係数記憶部２６には、行列係数決定部２３により、複数通りの変換行列ＭＡの行列係数より決定された最適な変換行列ＭＡの行列係数が記憶される。
【００７２】
図５は、図３の画像処理装置１における行列係数算出部２２の機能構成を示すブロック図である。この行列係数算出部２２は、パッチ抽出部２８、パッチデータ記憶部２９、パッチ列選択部３０、色空間変換部３１、色補正部３２、色空間変換部３３、色空間変換部３４、色差算出部３５及び第１算出処理部３６を備えている。
【００７３】
パッチ抽出部２８は、読取部１６により生成されたパッチデータを抽出する。パッチデータ記憶部２９には、パッチ抽出部２８により抽出されたパッチデータ、即ち、キャリブレーションチャート１５の各パッチ２７に対応するパッチデータが記憶される。
【００７４】
パッチ列選択部３０は、図４に示すように、パッチデータ記憶部２９に記憶されたパッチデータに基づき、各パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３からそれぞれパッチ列を１つずつ選択し、合計２７通りのパッチ列の組み合わせを生成する。その後、パッチ列選択部３０は、この２７通りのパッチ列の組み合わせの中から、１つずつ順にパッチ列の組み合わせを選択する。この２７通りのパッチ列の組み合わせの各々について、後述するようにして変換行列ＭＡの行列係数が算出される。
【００７５】
色空間変換部３１、色補正部３２及び色空間変換部３３はそれぞれ、図３における色空間変換部１９、画像補正部２０及び色空間変換部２１と同様の構成である。即ち、色空間変換部３１は、パッチデータ記憶部２９からパッチデータ（ＲＧＢデータ）を読み出し、変換行列Ｍ１を用いて、ＲＧＢデータからＹＣｂＣｒデータを生成する。色補正部３２は、変換行列ＭＡ（即ち、拡縮変換行列ＭＡ１、回転変換行列ＭＡ２及びシアー変換行列ＭＡ３）を用いて、ＹＣｂＣｒデータを色補正する。色空間変換部３３は、変換行列Ｍ２を用いて、ＹＣｂＣｒデータからＲＧＢデータを生成する。
【００７６】
色空間変換部３４は、色補正されたパッチデータ（ＲＧＢデータ）と目標値とを均等色空間において比較するために、ＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間へ変換することにより、ＲＧＢデータからＬａｂデータを生成する。Ｌａｂ色空間とは、無彩軸としてＬ軸を有し、無彩軸と直交する座標軸としてａ軸及びｂ軸を有する色空間である。Ｌ軸は明度軸であり、ａ軸及びｂ軸は互いに直交する色度軸である。
【００７７】
ＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間への色変換Ｔ３は、例えば以下の３つの演算式により表される。まず、ＲＧＢデータ＝（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）は、ｓＲＧＢ又はリニアＲＧＢと呼ばれる色空間に変換される。その変換式は、変換後のパッチデータをＲＧＢデータ＝（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）として、（式１０）により表される。
【００７８】
【数７】
2013081044.tif 000009
【００７９】
次に、ＲＧＢデータ（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）は、ＸＹＺ色空間に変換される。その変換式は、変換後のパッチデータをＸＹＺデータ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）として、（式１１）により表される。
【００８０】
【数８】
2013081044.tif 000010
【００８１】
その後、ＸＹＺデータ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）は、Ｌａｂ色空間に変換される。その変換式は、変換後のパッチデータをＬａｂデータ（Ｌ１，ａ１，ｂ１）として、（式１２）により表される。
【００８２】
【数９】
2013081044.tif 000011
【００８３】
色差算出部３５は、色空間変換部３４により生成されたＬａｂデータに対し、Ｌａｂ色空間におけるＬａｂデータとこれに対応する目標値との色差を算出する。Ｌａｂ色空間における２点間の色差は、距離ΔＥ＝｛（ΔＬ）２＋（Δａ）２＋（Δｂ）２｝１／２により表される。色差算出部３５は、パッチ列選択部３０により選択されたパッチ列の組み合わせに含まれる各パッチ２７について、Ｌａｂデータとこれに対応する目標値との間の距離ΔＥを上式に基づいて算出する。
【００８４】
第１算出処理部３６は、算出されたＬａｂデータと目標値との色差に基づいて、変換行列ＭＡ１〜ＭＡ３の行列係数（即ち、Ｚｙ，Ｚｂ，Ｚｒ，θ，φｂ及びφｒ）を求め、変換行列ＭＡ１〜ＭＡ３から構成される変換行列ＭＡの行列係数を算出する。行列係数の算出は、例えば準ニュートン法を用いて行われる。具体的には、選択されたパッチ列の組み合わせに含まれる全パッチ２７について、Ｌａｂデータと目標値との比較が上記行列係数を変化させながら繰り返し実行される。
【００８５】
第１算出処理部３６は、上記行列係数を色補正部３２に対して仮セットする。色補正部３２は、この仮セットされた行列係数に基づいてパッチデータを色補正し、色差算出部３５は、色補正されたパッチデータと目標値との色差（距離ΔＥ）を算出する。第１算出処理部３６は、色差が最小となる行列係数が求められるまで、仮セットする行列係数の値を変更しながら色差算出部３５から色差を繰り返し取得する。例えば、第１算出処理部３６は、選択されたパッチ列の組み合わせに含まれる全パッチ２７について色差の平均値を求め、この色差の平均値を最小とする変換行列ＭＡの行列係数を算出する。このように算出された変換行列ＭＡの行列係数は、第１行列係数記憶部２５に記憶される。この行列係数の算出処理は、パッチ列選択部３０により選択された２７通りのパッチ列の組み合わせの各々について実行され、第１行列係数記憶部２５には、合計２７通りの変換行列ＭＡの行列係数が記憶される。
【００８６】
図６は、図３の画像処理装置１における行列係数決定部２３の機能構成を示すブロック図である。この行列係数決定部２３は、パッチ抽出部３７、パッチデータ記憶部３８、色空間変換部３９、行列係数選択部４０、色補正部４１、色空間変換部４２、色空間変換部４３、色差算出部４４及び第２算出処理部４５を備えている。パッチ抽出部３７、パッチデータ記憶部３８、色空間変換部３９，４２，４３、色補正部４１及び色差算出部４４はそれぞれ、図５におけるパッチ抽出部２８、パッチデータ記憶部２９、色空間変換部３１，３３，３４、色補正部３２及び色差算出部３５と同様の構成である。
【００８７】
行列係数選択部４０は、第１行列係数記憶部２５に記憶された２７通りの変換行列ＭＡの行列係数より、変換行列ＭＡの行列係数を１つずつ順に選択する。色補正部４１は、選択された変換行列ＭＡの行列係数を１つずつ順にパッチデータ（ＹＣｂＣｒデータ）に乗じることにより、パッチデータを色補正する。
【００８８】
色差算出部４４は、本実施の形態では、キャリブレーションチャート１５に配置された全てのパッチ２７について、パッチデータと目標値との色差を算出する。この色差の算出は、行列係数選択部４０により選択される２７通りの変換行列ＭＡの行列係数の各々について実行される。
【００８９】
第２算出処理部４５は、２７通りの変換行列ＭＡの行列係数の各々について、色差算出部４４により算出された複数の色差の平均値を求め、複数の色差の平均値が最も小さいものを最適な変換行列ＭＡの行列係数として決定する。決定された変換行列ＭＡの行列係数は、第２行列係数記憶部２６に記憶される。なお、第２算出処理部４５は、複数の色差の合計値（総和値）が最も小さいものを最適な変換行列ＭＡの行列係数として決定するようにしてもよい。
【００９０】
図７のフローチャートを参照して、行列係数算出部２２による行列係数の算出の流れについて説明する。まず、読取部１６は、キャリブレーションチャート１５を読み取ることにより、ＲＧＢデータｄ１を生成する（Ｓ１１）。次に、ガンマ補正部１７は、ＬＵＴ１８に基づいてＲＧＢデータｄ１をガンマ変換し、ＲＧＢデータｄ２を生成する（Ｓ１２）。その後、行列係数算出部２２のパッチ抽出部２８は、キャリブレーションチャート１５に配置された全パッチ２７についてパッチデータを抽出し（読取ステップ）、これをパッチデータ記憶部２９に記憶させる（Ｓ１３）。次いで、行列係数算出部２２のパッチ列選択部３０は、パッチデータ記憶部３８に記憶されたパッチデータに基づき、各パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３からそれぞれパッチ列を１つずつ選択し、合計２７通りのパッチ列の組み合わせを生成する。その後に、パッチ列選択部３０は、２７通りのパッチ列の組み合わせの中から、１つずつ順にパッチ列の組み合わせを選択する（Ｓ１４）。更にその後、行列係数算出部２２の色空間変換部３１は、選択されたパッチ列の組み合わせについて、パッチデータ（ＲＧＢデータ）からＹＣｂＣｒデータに変換する。その後、行列係数算出部２２の色補正部３２は、仮セットされた変換行列ＭＡの行列係数によりパッチデータ（ＹＣｂＣｒデータ）を色補正する（Ｓ１５，Ｓ１６）。
【００９１】
その後に、行列係数算出部２２の色空間変換部３３，３４は、色補正後のＹＣｂＣｒデータをＲＧＢデータに変換した後にＬａｂデータに変換する。その後、行列係数算出部２２の色差算出部３５は、Ｌａｂデータと目標値との色差（距離ΔＥ）を算出する（Ｓ１７）。そして、行列係数算出部２２の第１算出処理部３６は、選択されたパッチ列の組み合わせに含まれる全パッチ２７について色差の平均値を求める。第１算出処理部３６は、所定の最適化アルゴリズムを利用することにより、色差の平均値が最も小さくなる行列係数が求められるまで（Ｓ１８でＮＯ）、Ｓ１５からＳ１８までの処理を、行列係数を変更しながら繰り返し実行する。
【００９２】
色差の平均値が最小となる変換行列ＭＡの行列係数が求められると（Ｓ１８でＹＥＳ）、第１算出処理部３６は、この変換行列ＭＡの行列係数を第２行列係数記憶部２６に記憶する（Ｓ１９）。２７通りのパッチ列の組み合わせの全てについて、上述した行列係数の算出がまだ行われていない場合には（Ｓ２０でＮＯ）、行列係数算出部２２のパッチ列選択部３０は、パッチ列の組み合わせを再び選択する（Ｓ１４）。そして、２７通りのパッチ列の組み合わせの全てについて、上述した行列係数の算出が行われるまで、Ｓ１４からＳ２０までの処理が繰り返し行われる（行列係数算出ステップ）。従って、第２行列係数記憶部２６には、合計２７通りの変換行列ＭＡの行列係数が記憶される。
【００９３】
図８のフローチャートを参照して、行列係数決定部２３による行列係数の決定の流れについて説明する。まず、行列係数決定部２３のパッチ抽出部３７は、上述と同様にして、キャリブレーションチャート１５に配置された全パッチ２７についてパッチデータを抽出し、これをパッチデータ記憶部３８に記憶する（Ｓ３１）。次に、行列係数決定部２３の行列係数選択部４０は、第２行列係数記憶部２６に記憶された２７通りの変換行列ＭＡの行列係数より１つずつ順に行列係数を選択する（Ｓ３２）。その後、行列係数決定部２３の色空間変換部３９は、パッチデータ（ＲＧＢデータ）からＹＣｂＣｒデータに変換する。その後、行列係数決定部２３の色補正部４１は、選択された変換行列ＭＡの行列係数を用いて、ＹＣｂＣｒデータを色補正する（Ｓ３３）。更にその後、行列係数決定部２３の色空間変換部４２，４３は、色補正後のＹＣｂＣｒデータをＲＧＢデータに変換した後にＬａｂデータに変換する。その後、行列係数決定部２３の色差算出部４４は、Ｌａｂデータと目標値との色差（距離ΔＥ）を算出する（Ｓ３４）。そして、行列係数決定部２３の第２算出処理部４５は、キャリブレーションチャート１５の全パッチ２７について、Ｌａｂデータと目標値との色差を算出し、複数の色差の平均値を算出する。
【００９４】
２７通りの変換行列ＭＡの行列係数について、上述した色差の算出がまだ行われていない場合には（Ｓ３５でＮＯ）、行列係数決定部２３の行列係数選択部４０は行列係数を再び選択する（Ｓ３２）。２７通りの変換行列ＭＡの行列係数について、上述した色差の算出が行われるまで、Ｓ３２からＳ３５までの処理が繰り返し行われる（行列係数決定ステップ）。そして、２７通りの変換行列ＭＡの行列係数について、色差の平均値の算出が行われた際には（Ｓ３５でＹＥＳ）、行列係数決定部２３の第２算出処理部４５は、色差の平均値が最も小さい行列係数を最適な変換行列ＭＡの行列係数として決定する（Ｓ３６）。その後、行列係数決定部２３の第２算出処理部４５は、この決定された行列係数を第２行列係数記憶部２６に記憶させる。
【００９５】
従って、上述した画像処理装置１では、キャリブレーションチャート１５を読取部１６に読み取らせることにより、画像補正部２０による色補正に用いられる変換行列ＭＡの行列係数が適切な値に自動的に調整される。
【００９６】
行列演算処理による色空間の補正処理では、色空間に対して線形な変換が行われる。例えば、補正処理前の２つの色相のパッチ列について、一方の色相のパッチ列が色空間上で反時計方向に回転した際にパッチデータと目標値とが一致するが、他方の色相のパッチ列が色空間上で時計方向に回転した際にパッチデータと目標値とが一致する場合がある。このような現象は、例えばプリンタ１０に設けられたインクの特性、プリンタ１０の出力特性及びスキャナ９の読み取り特性等の相違によって生じる。このような場合、従来のようにただ１つのパターンの行列係数では、２つの色相のパッチ列をそれぞれ色空間上でパッチデータと目標値とを一致させることが難しい。
【００９７】
本発明の画像処理装置１及び画像処理方法では、行列係数算出部２２により複数通りのパッチ列の組み合わせが生成されることにより、変換行列ＭＡの行列係数が複数通りのパターンで算出される。その後、行列係数決定部２３により、この複数通りのパターンの中から最適な行列係数が決定される。従って、複数通りのパッチ列の組み合わせを生成することにより、色差が最小となるパッチ列の組み合わせに基づいて、最適な行列係数を決定することができる。これにより、上述した２つの色相のパッチ列のそれぞれについて、色空間上でパッチデータと目標値との差を小さくすることができる。従って、例えばプリンタ１０に設けられたインクの特性、プリンタ１０の出力特性及びスキャナ９の読み取り特性等に応じて、変換行列ＭＡの行列係数を適切にキャリブレーションすることができ、上記特性の差を吸収することができる。
【００９８】
上述したように、行列係数算出部２２は、読み取られたパッチデータに対して、ＹＣｂＣｒ色空間からＬａｂ色空間に変換する。ＹＣｂＣｒ色空間からＬａｂ色空間への色変換は、非線形な色変換である。このような非線形な色変換においては、ＹＣｂＣｒ色空間とＬａｂ色空間とでは、補正対象となる色の空間位置と目標値となる色の空間位置との相対位置関係が色の種類によって異なる。このため、従来のようにただ１通りのパッチ列の組み合わせについて変換行列を算出する場合には、非線形な色変換により変換行列の行列係数を算出することにより、色差が最小となる最適な変換行列を得ることは難しいという問題が生じる。
【００９９】
プリンタ１０の出力特性等についてもまた、入力された画像データに対して非線形な色変換が施されるために、同様の問題が生じる。
【０１００】
これに対して、本発明の画像処理装置１及び画像処理方法では、複数通りのパッチ列の組み合わせに基づいて、変換行列ＭＡの行列係数が複数通りのパターンで算出され、この複数通りのパターンの中から最適な行列係数が決定される。
【０１０１】
これにより、非線形な色変換により変換行列の行列係数を算出する場合、さらに、プリンタ１０の出力特性等が変わった場合であっても、色差が最小となる最適な行列係数を決定することができる。
【０１０２】
なお、本実施の形態では、（式４）の変換行列ＭＡにおいて、１列目の３つの行列係数のうち、２行１列目及び３行１列目の行列係数をそれぞれゼロとしたが、これらをゼロ以外の値としてもよい。
【０１０３】
また、本実施の形態では、第２算出処理部４５は、全パッチ２７について色差の平均値を算出するように構成したが、全パッチ２７について色差の総和値を算出するように構成してもよい。この場合、第２算出処理部４５は、色差の総和値が最も小さいものを最適な変換行列ＭＡの行列係数として決定する。
【０１０４】
また、本実施の形態では、行列係数決定部２３は、行列係数算出部２２における行列係数の算出に用いられたパッチ２７、即ち、パッチ列Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｂ１，Ｂ２及びＢ３に含まれる全パッチ２７を用いて、行列係数を決定する。この構成に代えて、行列係数決定部２３は、パッチ列Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｂ１，Ｂ２及びＢ３に含まれる全パッチ２７に加えて、例えば肌色の色相のパッチ列Ｘ１（図示せず）に含まれるパッチを用いて、行列係数を決定するように構成してもよい。このパッチ列Ｘ１は、パッチグループＧＲ１，ＧＲ２，ＧＲ３とは別のパッチグループに含まれ、キャリブレーションチャート１５にパッチ列Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｂ１，Ｂ２及びＢ３とともに配置されている。従って、上述したパッチ列Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３及びＸ１について読取部１６によりパッチデータが生成され、これらパッチデータに対応する目標値が目標値記憶部２４に記憶される。なお、このパッチ列Ｘ１は、行列係数決定部２３における行列係数の決定にのみ用いられ、行列係数算出部２２における行列係数の算出には用いられない。
【０１０５】
また、上述した構成に代えて、行列係数決定部２３は、パッチ列Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｂ１，Ｂ２及びＢ３とは異なるパッチ列（例えば、パッチ列Ｙ１及びＹ２）に含まれる全てのパッチを用いて、行列係数を決定するように構成してもよい。このパッチ列Ｙ１及びＹ２（図示せず）は、パッチグループＧＲ１，ＧＲ２，ＧＲ３とは別のパッチグループに含まれ、キャリブレーションチャート１５にパッチ列Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｂ１，Ｂ２及びＢ３とともに配置されている。従って、上述したパッチ列Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｙ１及びＹ２について読取部１６によりパッチデータが生成され、これらパッチデータに対応する目標値が目標値記憶部２４に記憶される。なお、このパッチ列Ｙ１及びＹ２は、行列係数決定部２３における行列係数の決定にのみ用いられ、行列係数算出部２２における行列係数の算出には用いられない。行列係数決定部２３で用いられる複数のパッチについては、Ｌａｂ色空間の色再現可能な範囲において、複数のパッチに相当するＬａｂ色空間上の点が一様に分布することが好ましい。
【０１０６】
また、本実施の形態では、各パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３に含まれる３つのパッチ列は、彩度が同じであり、且つ、色相が異なるように構成したが、この構成に代えて、色相が同じであり、且つ、彩度が異なるように構成してもよい。このように彩度を異ならせる方法として、例えば次のような方法がある。
【０１０７】
例えば、各パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３に含まれるパッチ列の彩度の最小値をいずれも「１０」とする。これとともに、パッチグループＧＲ１に含まれるパッチ列の彩度の最大値を「５０」、パッチグループＧＲ２に含まれるパッチ列の彩度の最大値を「６０」、パッチグループＧＲ３に含まれるパッチ列の彩度の最大値を「７０」とする。
【０１０８】
或いは、各パッチグループＧＲ１、ＧＲ２、ＧＲ３に含まれるパッチ列の彩度の最大値をいずれも「６０」とする。これとともに、パッチグループＧＲ１に含まれるパッチ列の彩度の最小値を「１０」、パッチグループＧＲ２に含まれるパッチ列の彩度の最小値を「２０」、パッチグループＧＲ３に含まれるパッチ列の彩度の最小値を「３０」とする。
【０１０９】
或いは、パッチグループＧＲ１に含まれるパッチ列の彩度の最小値を「１０」、最大値を「７０」とする。これとともに、パッチグループＧＲ２に含まれるパッチ列の彩度の最小値を「２０」、最大値を「６０」とし、パッチグループＧＲ３に含まれるパッチ列の彩度の最小値を「３０」、最大値を「５０」とする。
【０１１０】
また、各パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３に含まれるパッチ列について、彩度の最小値と最大値との間をパッチ列の数で等分割して彩度を割り当てることもできる。例えば、パッチグループＧＲ１に含まれる３つのパッチ列Ｒ１〜Ｒ３について、パッチ列Ｒ１の彩度が「３０」で最小値、パッチ列Ｒ３の彩度が「５０」で最大値である場合に、パッチ列Ｒ２の彩度は、「３０」と「５０」との中間の「４０」となる。
【０１１１】
また、各パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３に含まれるパッチ列について、彩度の最小値と彩度の最大値との間を所定の関数で補間することにより、彩度を割り当てることもできる。
【０１１２】
さらに、本実施の形態では、各パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３に含まれる３つのパッチ列は、彩度が同じであり、且つ、色相が異なるように構成したが、この構成に代えて、彩度及び色相がともに異なるように構成することもできる。
【０１１３】
［実施の形態２］
本実施の形態では、図９に示すように、キャリブレーションチャート５０に配置された複数のパッチ２７は、互いに色相の異なる６つのパッチグループＧＲ１〜ＧＲ６にグループ分けされている。パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３はそれぞれ、一次色の色相、即ち、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の色相のパッチ列（第１のパッチ列）を含んでいる。パッチグループＧＲ４，ＧＲ５及びＧＲ６はそれぞれ、二次色の色相、即ち、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）のパッチ列（第２のパッチ列）を含んでいる。なお、二次色とは、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）であって、一次色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）を混ぜ合わせることにより再現される色である。
【０１１４】
パッチグループＧＲ１は、１つのパッチ列、即ち、シアンの色相のパッチ列Ｃ１を含んでいる。パッチグループＧＲ２は、１つのパッチ列、即ち、マゼンタの色相のパッチ列Ｍ１を含んでいる。パッチグループＧＲ３は、１つのパッチ列、即ち、イエローの色相のパッチ列Ｙ１を含んでいる。
【０１１５】
パッチグループＧＲ４は、３つのパッチ列、即ち、レッドの色相のパッチ列Ｒ１，Ｒ２及びＲ３を含んでいる。パッチグループＧＲ５は、３つのパッチ列、即ち、グリーンの色相のパッチ列Ｇ１，Ｇ２及びＧ３を含んでいる。パッチグループＧＲ６は、３つのパッチ列、即ち、ブルーの色相のパッチ列Ｂ１，Ｂ２及びＢ３を含んでいる。なお、各パッチグループＧＲ４，ＧＲ５及びＧＲ６に含まれる３つのパッチ列は、色相（及び／又は彩度）が異なっている。
【０１１６】
行列係数算出部２２（図３参照）のパッチ列選択部は、パッチデータ記憶部に記憶されたパッチデータに基づき、図９に示すように、各パッチグループＧＲ１〜ＧＲ６からそれぞれパッチ列を１つずつ選択し、合計２７通りのパッチ列の組み合わせを生成する。この２７通りのパッチ列の組み合わせの各々について、実施の形態１と同様にして、変換行列ＭＡの行列係数が算出される。なお、この２７通りのパッチ列の組み合わせの各々には、第１のパッチ列及び第２のパッチ列が含まれている。
【０１１７】
本実施の形態では、パッチグループＧＲ４，ＧＲ５及びＧＲ６に含まれる二次色の色相のパッチ列の数は、パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３に含まれる一次色の色相のパッチ列の数よりも多く構成されている。二次色は、一次色に比べて色空間における色相のばらつきが大きいので、二次色の色相のパッチ列の数を一次色の色相のパッチ列の数よりも多くすることにより、必要最小限のパッチ列の数で高精度な色再現性を実現することができる。
【０１１８】
［実施の形態３］
本実施の形態では、図１０に示すように、キャリブレーションチャート６０に配置された複数のパッチ６１は、互いに色相の異なる６つのパッチグループＧＲ１〜ＧＲ６にグループ分けされている。パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３はそれぞれ、イエロー（Ｙ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）の色相のパッチ列（第２のパッチ列）を含んでいる。パッチグループＧＲ４，ＧＲ５及びＧＲ６はそれぞれ、シアン（Ｃ）、レッド（Ｒ）及びマゼンタ（Ｍ）のパッチ列（第１のパッチ列）を含んでいる。
【０１１９】
なお、図１１に示すように、ＹＣｂＣｒ色空間では色相の分布が均等であったとしても、Ｌａｂ色空間に変換された後には、色相の分布が歪む傾向にある。パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３に含まれるパッチ列は、ＹＣｂＣｒ色空間からＬａｂ色空間に変換した際に、ＹＣｂＣｒ色空間で色相の分布が略均等となるのに対してＬａｂ色空間で色相の分布が密となる色相のパッチ列である。パッチグループＧＲ４，ＧＲ５及びＧＲ６に含まれるパッチ列は、ＹＣｂＣｒ色空間からＬａｂ色空間に変換した際に、ＹＣｂＣｒ色空間で色相の分布が略均等となるのに対してＬａｂ色空間で色相の分布が疎となる色相のパッチ列である。
【０１２０】
パッチグループＧＲ１は、１つのパッチ列、即ち、イエローの色相のパッチ列Ｙ１を含んでいる。パッチグループＧＲ２は、１つのパッチ列、即ち、グリーンの色相のパッチ列Ｇ１を含んでいる。パッチグループＧＲ３は、１つのパッチ列、即ち、ブルーの色相のパッチ列Ｂ１を含んでいる。
【０１２１】
パッチグループＧＲ４は、３つのパッチ列、即ち、シアンの色相のパッチ列Ｃ１，Ｃ２及びＣ３を含んでいる。パッチグループＧＲ５は、３つのパッチ列、即ち、レッドの色相のパッチ列Ｒ１，Ｒ２及びＲ３を含んでいる。パッチグループＧＲ６は、３つのパッチ列、即ち、マゼンタの色相のパッチ列Ｍ１，Ｍ２及びＭ３を含んでいる。
【０１２２】
行列係数算出部２２（図３参照）のパッチ列選択部は、パッチデータ記憶部に記憶されたパッチデータに基づき、図１０に示すように、各パッチグループＧＲ１〜ＧＲ６からそれぞれパッチ列を１つずつ選択し、合計２７通りのパッチ列の組み合わせを生成する。この２７通りのパッチ列の組み合わせの各々について、実施の形態１と同様にして、変換行列ＭＡの行列係数が算出される。なお、この２７通りのパッチ列の組み合わせの各々には、第１のパッチ列及び第２のパッチ列が含まれている。
【０１２３】
本実施の形態では、パッチグループＧＲ４，ＧＲ５及びＧＲ６に含まれるパッチ列の数は、パッチグループＧＲ１，ＧＲ２及びＧＲ３に含まれるパッチ列の数よりも多く構成されている。シアン、レッド及びマゼンタは、イエロー、グリーン及びブルーに比べて、ＹＣｂＣｒ色空間における色相の間隔のずれがＬａｂ色空間において大きくなる、即ち、Ｌａｂ色空間における色相のばらつきが大きくなる。このため、シアン、レッド及びマゼンタの色相のパッチ列数をイエロー、グリーン及びブルーの色相のパッチ列数よりも多くすることにより、必要最小限のパッチ列の数で高精度な色再現性を実現することができる。
【０１２４】
以上、本発明の画像処理装置及び画像処理方法について、実施の形態１〜３に基づいて説明したが、本発明は、これら実施の形態１〜３に限定されるものではない。これらの実施の形態に対して当業者が思い付く変形を施して得られる形態、及び、これらの実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて実現される別の形態も本発明に含まれる。
【０１２５】
本発明に係る画像処理装置及び画像処理方法は、例えばスキャンキャリブレーション処理又はスキャンｔｏプリントキャリブレーション処理に適用することができる。スキャンキャリブレーション処理とは、キャリブレーションチャートをスキャンし、そのスキャンデータからパラメータをキャリブレーションする処理である。スキャンｔｏプリントキャリブレーション処理とは、スキャンした画像データをプリンタにて出力するコピー処理において、プリンタにて出力したキャリブレーションチャートを用いて、そのスキャンデータからプリントされるまでのパラメータをキャリブレーションする処理である。
【０１２６】
また、上述した実施の形態の画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラム及びプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、このプログラムが記録されている記録媒体を実現することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明による画像処理装置及び画像処理方法は、スキャナの読み取り特性、プリンタの出力特性及びプリンタに設けられたインクの特性等に応じた最適なキャリブレーションを実行できる画像処理装置及び画像処理方法として利用することができる。本発明による画像処理装置及び画像処理方法は、例えば複合機等に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１  画像処理装置
１５，５０，６０  キャリブレーションチャート
１６  読取部
２０  画像補正部
２２  行列係数算出部
２３  行列係数決定部
２４  目標値記憶部
２７  パッチ
２８，３７  パッチ抽出部
３０  パッチ列選択部
３５，４４  色差算出部
３６  第１算出処理部
４０  行列係数選択部
４５  第２算出処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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